Tecnologia meccanica

Processi lavorazione polveri metalliche

Applicazioni:

• Metalli porosi: filtri, cuscinetti auto-lubrificanti
• Metalli duri (carburo tungsteno + cobalto) utensili per lavorazioni con asportazione e componenti soggetti ad usura
• Metalli ad elevato punto di fusione: metalli refrattari
• Materiali compositi: metalli + non metalli, particelle non solubili allo stato liquido o amorfo
• Leghe speciali: struttura micro-cristallina (vetro)

Processo di produzione

1- Produzione polveri

2- Blending

3- Compaction

4- Sintering

5- Finishing operations

Tipi di produzione (Fase I)

• Atomization
  • Produces a liquid-metal stream by injecting molten metal through a small orifice. The stream is broken by inert jet
• Reduction
  • Uses gases as reduction agents
• Electrolytic deposition
  • Uses aqueous solutions or fused salts
  • Carbonyls
  • Iron carbonyl [Fe(CO)₅] and nickel carbonyl [Ni(CO)₄] are due to reaction between Fe and Ni with carbon monoxide
• Comminution (pulverization)
  • Crushing, milling, grinding ductile metals
• Mechanical alloying
  • Formed by the action of impact of hard balls
• Nano-powders
• Microencapsulated powders

dimensioni sopra di micron

Processi lavorazione polveri metalliche

Applicazioni:

• Metalli porosi: filtri, cuscinetti auto-lubrificanti
• Metalli duri: (carburo tungsteno + cobalto) utensili per lavorazioni con asportazione e componenti soggetti ad usura
• Metalli ad elevato punto di fusione: metalli refrattari
• Materiali compositi: metalli + non-metalli, particelle non solubili allo stato liquido o amorfo
• Leghe speciali: struttura micro-cristallina (vetro)

Processo di produzione

1. Produzione polveri
2. Blending
3. Compaction
4. Sintering
5. Finishing operations

Tipi di produzione (Fase I)

• Atomization
  • Produces a liquid-metal stream by injecting molten metal through a small orifice. The stream is broken by inert jet
• Reduction
  • Uses gases as reduction agents
• Electrolytic deposition
  • Uses aqueous solutions or fused salts
  • Carbonyls
  • Iron carbonyl [Fe(CO)₅] and nickel carbonyl [Ni(CO)₄] are due to reaction between Fe and Ni with carbon monoxide
• Comminution (pulverization)
  • Crushing, milling, grinding ductile metals
• Mechanical alloying
  • Formed by the action of impact of hard balls
• Nano-powders
• Microencapsulated powders
• dimensioni sopra di micron

Powder Characteristics

• Dimensioni e distribuzione delle particelle
• Forma particelle:
  • Proprietà Fisiche:
    • Durezza
    • Resilienza
  • Proprietà Chimiche:
    • Composizione
    • Impurità
  • Proprietà Meccaniche:
    • Flusso delle tensioni
    • Densità reale e apparente
    • Compressibilità

Sf = (A/V)Deq

"Shape index"/aspect ratio

Forma particelle

Particle shapes in metal powders and the processes by which they are produced. Iron powders are produced by many of these processes.

Densità

• True density → densita' del volume reale del materiale, quindi la densita' di una polvere come se fosse fusa in un pezzo
• Bulk density → densita' della polvere non compattata

Bulk < densità → presenza di vuoti perché ho polvere libera, non è compattata

• Fattore di impaccamento = bulk density/True density = 0.5 ÷ 0.7
• Particelle con diverse dimensioni possono diminuire i vuoti e aumentare il fattore di impaccamento
• Pressione può migliorare il fattore di impaccamento

Efficienza impaccamento in base alla presenza di spazi vuoti

Non dipende dalla posizione e la forma delle molecole che mi condizionano l’impaccamento

Miscalazione

• Particelle di diverse dimensioni possono essere miscelate per ottenere più uniformità.
• Posso miscelare particelle di materiali diversi per ottenere caratteristiche meccaniche e fisica desiderate nel prodotto finale.
• Lubrificanti possono essere aggiunti per facilitare lo scorrimento fra le molecole e migliorare l'impaccamento.

Compattazione

• Obbiet